Ózon előállítás villamos kisülések segítségével Jenei István Dr. Kiss Endre KÖRNYEZETVÉDELMI VILÁGNAP AKTUÁLIS KUTATÁSI KÉRDÉSEK A KÖRNYEZETVÉDELEMBEN VII. Környezetvédelmi Konferenciára, 2006. június 13.

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével Bevezetés Az ózon Kutatási cél Az ózon előállítása

Elektród elrendezések Ózon előállítás villamos kisülések segítségével Elektród elrendezések Szigetelőréteg Gerjesztő elektród Kisülési elektród Kerámia lap Kisülési elektród Gerjesztő elektród

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével A felületi kisülés elektród-elrendezése . gerjesztő elektród kisülési elektród szigetelőlap

Az új elektród elrendezés és tápfeszültség ellátási mód Ózon előállítás villamos kisülések segítségével Az új elektród elrendezés és tápfeszültség ellátási mód gerjesztő elektród kisülési elektród elektródtávolság szigetelőlap . segédelektródok távolsága gerjesztő elektród kisülési elektród szigetelő lap segédelektródok

A segédelektródos tápellátás kisülési képe Ózon előállítás villamos kisülések segítségével A segédelektródos tápellátás kisülési képe 100 200 300 400 Idő [ms] 6 3 - 3 - 6 UG US Df U [kV] 180 360 540 Fázisszög [fok] .

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével Mérési elrendezés gáz ózonmérő reakciócella áramlásmérő tápegység oszcilloszkóp nagyfeszültség tápgáz ózon megsemmisítő

Összehasonlító táblázat Ózon előállítás villamos kisülések segítségével Összehasonlító táblázat Elektród elrendezés Ózontermelés [ppm] I=500 l/h Energiahasznosítás [g/kWh] Mesterséges levegő Oxigén Felületi kisülés 750/ 8 kV 1300/ 8 kV 5,8 9,5 Elektródtávolság 810/ 8 kV 1800/ 8 kV 6 13,2 Három kisülési elektród 400/ 5 kV 750/ 5 kV 5,87 10,7 Segédelektródos tápellátás 625/ 5 kV 5400/ 5 kV 12,72 25,3

A térjellemzők meghatározása Ózon előállítás villamos kisülések segítségével A térjellemzők meghatározása Start Tértöltés meghatározása Konvergál Vége N I - Tértöltés meghatározásának menete Donor-Cell-módszer y x

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével A térszámítás tartományának felosztása a numerikus szimuláció elvégzéséhez

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével A számított térjellemzők eloszlásának ábrázolása .

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével A térjellemzők gyakoriságának ábrázolása .

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével Az elektródtávolság alkalmazásához tatozó összesített eredmények ábrája Kisülési térerősség összeg [106 V/mm] Elektródtávolság [mm] 10 8 12 14 16 18 20 5 15 0.2 0.4 0.6 0.8 1 8 kV tértöltéssel végzett számítás 6,5 kV tértöltéssel végzett számítás 8 kV tértöltés nélkül végzett számítás 6,5 kV tértöltés nélkül végzett számítás Átlagpotenciál [104 V]

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével A három kisülési elektródos és az új tápellátás elektród elrendezésének sematikus ábrái gerjesztő elektród kisülési elektródok szigetelő lap gerjesztő elektród kisülési elektród szigetelő lap segédelektródok segédelektródok távolsága

Potenciál- és térerősség-eloszlás három kisülési elektróddal Ózon előállítás villamos kisülések segítségével Potenciál- és térerősség-eloszlás három kisülési elektróddal

Potenciál- és térerősség-eloszlás az új tápellátásnál Ózon előállítás villamos kisülések segítségével Potenciál- és térerősség-eloszlás az új tápellátásnál

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével Három kisülési elektródhoz tartozó a térjellemzők gyakoriságának ábrázolása

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével A térjellemzők gyakoriságának ábrázolása az új tápellátásra vonatkozóan

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével A segédelektródok távolságához tartozó eredmények összesített ábrája Kisülési térerősség összeg [105 V/mm] Segédelektródok távolsága [mm] tértöltéssel végzett számítás tértöltés nélkül végzett számítás Átlagpotenciál [105 V] 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 8.8 9 9.2 9.4 9.6 9.8 10 2 3 4 5 6

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével Mért és számított eredmények az elektródtávolság vizsgálatához, impulzus feszültség: 6,5 kV 200 400 600 800 1000 5 10 15 20 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Ózonkoncentráció [ppm] Térerősség összeg [106 V/mm] Átlagpotenciál [104 V] Elektródtávolság [mm] Oxigén tápgáz Mesterséges levegő Átlagpotenciál Térerősség összeg

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével Mért és számított eredmények a elektródtávolság vizsgálatához, impulzusfeszültség: 8 kV 500 1000 1500 2000 8 10 12 14 16 18 20 22 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Ózonkoncentráció [ppm] Térerősség összeg [106 V/mm] Átlagpotenciál [104 V] Elektródtávolság [mm] Oxigén tápgáz Mesterséges levegő Átlagpotenciál Térerősségek összege

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével Mért és számított eredmények a segédelektródok távolságának vizsgálatához Térerősség összeg [104 V/mm] Átlagpotenciál [105 V] 1000 2000 3000 4000 5000 6000 3 6 9 12 15 1 2 4 5 7 8 Ózonkoncentráció [ppm] Segédelektródok távolsága [mm] Oxigén tápgáz Mesterséges levegő Átlagpotenciál Kisülési térerősség összeg

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével A számított és a mért eredmények kapcsolatának vizsgálata 8 9 1 2 Y = 3 . + 6 5 4 X R - S q 7 10 11 12 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 Ózonkoncentráció [ppm] Kisülési térerősség összeg [106 V/mm] Y=320,1+126,54X R-Sq=91,7 %

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével A számított és a mért eredmények kapcsolatának vizsgálata A számított és a mért eredmények kapcsolatának vizsgálata 2 1 9 8 7 6 5 4 3 R - S q = . % Y + X * 13 14 15 16 17 18 19 20 1300 1400 1500 1600 1700 1800 Ózonkoncentráció [ppm] Átlagpotenciál [105 V] Y=-2918+482,741X-12,41X2 R-Sq=90,7 %

További kutatási feladatok Ózon előállítás villamos kisülések segítségével További kutatási feladatok A modell tökéletesítése Tömeggyártásra alkalmas prototípus elkészítése

Ózon előállítás villamos kisülések segítségével Köszönöm a megtisztelő figyelmet !